నాసా యొక్క క్వాంటం డిటెక్టర్ మరో మైలురాయిని చేరుకుంది

నాసా యొక్క క్వాంటం డిటెక్టర్ మరో కిలోమీటరుకు చేరుకుంది
నాసా యొక్క క్వాంటం డిటెక్టర్ మరో కిలోమీటరుకు చేరుకుంది

వేలాది కిలోమీటర్ల దూరంలో ఉన్న క్వాంటం కంప్యూటర్‌ల ద్వారా మార్పిడి చేయబడిన అపారమైన క్వాంటం డేటాను JPL మరియు కాల్టెక్ రూపొందించిన కొత్త డిటెక్టర్ ద్వారా మార్చవచ్చు. ప్రస్తుత కంప్యూటర్ల కంటే మిలియన్ల రెట్లు వేగంగా పని చేయగల సామర్థ్యం క్వాంటం కంప్యూటింగ్‌లో ఉంది. అయితే, క్వాంటం కంప్యూటర్‌లను ఎక్కువ దూరాలకు కనెక్ట్ చేయడానికి, ప్రత్యేక క్వాంటం కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్ అవసరం.

అటువంటి వెబ్‌ను రూపొందించడంలో సహాయం చేయడానికి, NASA యొక్క జెట్ ప్రొపల్షన్ లాబొరేటరీ మరియు కాల్టెక్‌లోని శాస్త్రవేత్తలు లెక్కలేనన్ని చిన్న ఫోటాన్‌లను (క్వాంటం కాంతి కణాలు) అద్భుతమైన ఖచ్చితత్వంతో లెక్కించగల పరికరాన్ని రూపొందించారు. ఆప్టికల్ క్వాంటా (PEACOQ) గణన కోసం పనితీరు-మెరుగైన అర్రే డిటెక్టర్ ప్రతి ఫోటాన్ సెకనుకు 100 బిలియన్ ఫోటాన్‌ల చొప్పున సెకనులో 1,5 ట్రిలియన్లలో తాకే సమయాన్ని పర్యవేక్షించగలదు; ఇది అగ్ని గొట్టం నుండి స్ప్రే చేయబడిన నీటి చుక్కలను కొలవడం లాంటిది. ఇతర డిటెక్టర్లు ఈ వేగాన్ని చేరుకోలేకపోయాయి.

"చాలా దూరాలకు క్వాంటం సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయడం ఇప్పటి వరకు చాలా పరిమితంగా ఉంది" అని PEACOQ ప్రాజెక్ట్ బృందానికి చెందిన Ioana Craicuu, JPL వద్ద పోస్ట్‌డాక్టోరల్ పరిశోధకుడు మరియు అధ్యయనం యొక్క మొదటి రచయిత అన్నారు. "క్వాంటం సమాచారాన్ని అధిక వేగంతో మరియు మరింత దూరంతో ప్రసారం చేయడం PEACOQ వంటి కొత్త డిటెక్టర్ సాంకేతికతలకు ధన్యవాదాలు, ఇవి మిల్లీసెకన్ల ఖచ్చితత్వం యొక్క భిన్నంతో ఒకే ఫోటాన్‌లను కొలవగలవు."

సాంప్రదాయ కంప్యూటర్లు సమాచారాన్ని 1సె మరియు 0ల శ్రేణిగా కాపీ చేస్తాయి, వీటిని సాధారణంగా బిట్స్ అని పిలుస్తారు మరియు దానిని మోడెమ్‌లు మరియు కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌ల ద్వారా పంపుతాయి. రేడియో తరంగాలు లేదా కాంతి ఫ్లాష్‌లను ఉపయోగించి బిట్‌లు కేబుల్‌లు, ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లు మరియు స్పేస్‌పై బదిలీ చేయబడతాయి. ముక్కలు తిరిగి పొందిన తర్వాత, అసలు డేటాను ఉత్పత్తి చేయడానికి అవి మళ్లీ సమీకరించబడతాయి.

క్వాంటం కంప్యూటర్ల మధ్య కమ్యూనికేషన్ భిన్నంగా ఉంటుంది. క్వాంటం బిట్‌లు లేదా క్విట్‌లు సమాచారాన్ని నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ఫోటాన్‌ల వంటి ప్రాథమిక కణాలు, వీటిని పునరుత్పత్తి చేయలేము మరియు నాశనం చేయకుండా తిరిగి ప్రసారం చేయవచ్చు. ఎన్‌కోడ్ చేసిన ఫోటాన్‌లను ఉపయోగించి ఆప్టికల్ ఫైబర్‌ల ద్వారా కొన్ని డజన్ల మైళ్ల వరకు ప్రసారం చేసిన తర్వాత క్వాంటం సమాచారం వక్రీకరించబడుతుంది, కష్టాన్ని పెంచుతుంది మరియు భవిష్యత్తులో ఏదైనా నెట్‌వర్క్ యొక్క సంభావ్య పరిమాణాన్ని బాగా తగ్గిస్తుంది.

ఒక ప్రత్యేక ఫ్రీ-స్పేస్ ఆప్టికల్ క్వాంటం నెట్‌వర్క్ ఈ పరిమితుల వెలుపల కమ్యూనికేట్ చేయడానికి క్వాంటం కంప్యూటర్‌లను ఎనేబుల్ చేయడానికి భూమి-కక్ష్యలో ఉన్న ఉపగ్రహాలపై స్పేస్ "నోడ్‌లను" కలిగి ఉంటుంది. ఈ నోడ్‌లు చిక్కుబడ్డ జతల ఫోటాన్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం ద్వారా డేటా ట్రాన్స్‌మిటర్‌లుగా పనిచేస్తాయి మరియు వాటిని వందల లేదా వేల కిలోమీటర్ల దూరంలో ఉన్న రెండు క్వాంటం కంప్యూటర్ టెర్మినల్‌లకు పంపుతాయి.

వాటి మధ్య పెద్ద దూరం ఉన్నప్పటికీ, చిక్కుకుపోయిన ఫోటాన్ జతలు ఒకదానికొకటి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, ఒకదానిని కొలవడం తక్షణమే మరొకదానిని కొలిచే ఫలితాలను మారుస్తుంది. అయినప్పటికీ, PEACOQ వంటి చాలా సున్నితమైన డిటెక్టర్ ప్రతి ఫోటాన్‌ను స్వీకరించినప్పుడు సరిగ్గా కొలవాలి మరియు దానిలో ఉన్న డేటాను ప్రసారం చేయాలి, తద్వారా ఈ చిక్కుబడ్డ ఫోటాన్‌లను క్వాంటం కంప్యూటర్ యొక్క టెర్మినల్ ద్వారా స్వీకరించవచ్చు.

ప్లూమేజ్ సూపర్ కండక్టర్

డిటెక్టర్ ఒక చిన్న పరికరం. ఇది సిలికాన్ చిప్‌పై 32 నియోబియం నైట్రైడ్ సూపర్ కండక్టింగ్ నానోవైర్‌లను కలిగి ఉంది, రేడియేటింగ్ కనెక్టర్‌లతో డిటెక్టర్‌కు దాని పేరు వస్తుంది. డిటెక్టర్ వెడల్పు 13 మైక్రాన్లు మాత్రమే. ప్రతి నానోవైర్ మానవ జుట్టు కంటే 10.000 రెట్లు సన్నగా ఉంటుంది.

JPL యొక్క మైక్రో డివైజెస్ లాబొరేటరీ ద్వారా అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు NASA యొక్క స్పేస్ కమ్యూనికేషన్స్ అండ్ నావిగేషన్ (SCaN) ప్రోగ్రామ్ ద్వారా మద్దతు ఇవ్వబడింది, PEACOQ డిటెక్టర్ తప్పనిసరిగా క్రయోజెనిక్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఖచ్చితంగా 272 డిగ్రీల ఫారెన్‌హీట్ (మైనస్ 458 డిగ్రీల సెల్సియస్) కంటే తక్కువగా ఉండాలి. ఇది నానోవైర్ల యొక్క సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితిని సంరక్షిస్తుంది; శోషించబడిన ఫోటాన్‌లను క్వాంటం డేటాను ప్రసారం చేసే విద్యుత్ పప్పులుగా మార్చడానికి ఇది వారికి అవసరం.

డిటెక్టర్ తప్పనిసరిగా ఒకే ఫోటాన్‌లను గుర్తించేంత సున్నితంగా ఉండాలి, కానీ ఒకేసారి అనేక ఫోటాన్‌ల ద్వారా బాంబు దాడిని తట్టుకునేలా నిర్మించబడాలి. డిటెక్టర్‌లోని ప్రతి సూపర్ కండక్టింగ్ నానోవైర్ ఫోటాన్‌తో కొట్టబడినప్పుడు ఎక్కువ ఫోటాన్‌లను గుర్తించే సామర్థ్యాన్ని తాత్కాలికంగా కోల్పోతున్నప్పటికీ, ఈ డెడ్ టైమ్ కనిష్టంగా ఉంచబడుతుంది. PEACOQలో 32 నానోవైర్లు కూడా ఉన్నాయి, కాబట్టి ఒకరు "చనిపోయినప్పుడు" ఇతరులు శూన్యతను పూరించగలరు.

Craiciu ప్రకారం, PEACOQ త్వరలో ప్రయోగశాల ప్రయోగాలలో క్వాంటం కమ్యూనికేషన్‌ను వేగవంతమైన రేట్లు లేదా ఎక్కువ దూరాలలో ప్రదర్శించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. దీర్ఘకాలంలో, ఇది ప్రపంచవ్యాప్తంగా క్వాంటం డేటాను ఎలా పంపాలనే సమస్యకు పరిష్కారాన్ని అందించగలదు.

డీప్ స్పేస్ టెస్టింగ్

PEACOQ అనేది NASA యొక్క డీప్ స్పేస్ ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్స్ (DSOC) సాంకేతికత ప్రదర్శన కోసం సృష్టించబడిన డిటెక్టర్‌పై ఆధారపడింది మరియు ఇది అంతరిక్షం మరియు భూమి మధ్య ఖాళీ స్థలం ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్‌లను ప్రారంభించడానికి పెద్ద NASA చొరవలో భాగం. భూమి మరియు లోతైన అంతరిక్షం మధ్య భవిష్యత్తులో హై-బ్యాండ్‌విడ్త్ ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్‌లు ఎలా పని చేస్తాయో ప్రదర్శించడానికి NASA యొక్క సైక్ మిషన్‌తో పాటు DSOC ఈ సంవత్సరం చివరిలో మొదటిసారిగా ప్రారంభించబడుతుంది.

దక్షిణ కాలిఫోర్నియాలోని కాల్టెక్ యొక్క పాలోమార్ అబ్జర్వేటరీలోని DSOC గ్రౌండ్ టెర్మినల్ క్వాంటం సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయనప్పటికీ, లోతైన ప్రదేశంలో ప్రయాణిస్తున్నప్పుడు DSOC ట్రాన్స్‌సీవర్ నుండి లేజర్ నుండి వచ్చే వ్యక్తిగత ఫోటాన్‌లను లెక్కించడానికి దీనికి ఇప్పటికీ అదే అధిక ఖచ్చితత్వం అవసరం.

సూపర్ కండక్టింగ్ డిటెక్టర్‌లపై JPL యొక్క పనికి బాధ్యత వహిస్తున్న మాట్ షా ఇలా అన్నారు, “ఇది వేరే డిటెక్టర్ వర్గం వలె అదే సాంకేతికతను పరిగణించబడుతుంది. "ఇది క్వాంటం సమాచారంతో కోడ్ చేయబడినా లేదా అంతరిక్షంలో లేజర్ మూలం నుండి సింగిల్ ఫోటాన్‌లను గుర్తించాలనుకున్నా, మేము ఇప్పటికీ ఒకే ఫోటాన్‌లను లెక్కిస్తున్నాము" అని అతను చెప్పాడు.

మూలం: jpl.nasa.gov/news

Günceleme: 03/03/2023 18:57

ఇలాంటి ప్రకటనలు